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Flash存储器是主流的非易失型存储器,对其进行编程和擦除需要对存储单元各端施加不同的高压。电荷泵电路由于面积小,不需要使用电感成为了片上升压电路的首选。为加快对存储器的编程和擦除,电荷泵的充电速度是一个关注的重点;而为确保编程操作的准确度,抑制电荷泵的纹波也是一个重要的问题。本文根据NOR Flash存储器的应用需求,设计完成了 NOR Flash存储器的字线驱动电路和位线驱动电路,此外设计了一款片上温度检测电路。本文主要工作以及创新点如下:1、对理想电荷泵进行了 simulink仿真,和电荷泵的经典模型进行了比较和印证,利用电荷泵的模型分析了电荷泵的最优级数。2、设计了字线驱动电路,包括编程正高压电荷泵调节电路和擦除负高压电荷泵调节电路,分别产生10V正高压和-9V负高压,采用SKIP模式以获得较高的效率。总结了 Dickson电荷泵的纹波特性,对SKIP模式的纹波进行了分析,论证了 SKIP模式下电荷泵纹波和上升时间的关系,对两者进行了优化和折中。设计了电荷泵的振荡器、四相时钟生成器、电平移位器和带隙基准电路。3、设计了一种新型宽负载纹波抑制位线驱动电路,在负载电流为0.1mA到1mA范围内产生3.6V正高压。电荷泵分为3路并联,采用SKIP模式和频率调节模式混合的调节电路。特点是复用误差放大器,将两级放大器的第一级用作比较器。轻载时产生控制信号关闭2路电荷泵,运放第二级输出实现频率调节。为区分中载和重载,2路电荷泵中一路电荷泵的控制信号由迟滞反相器提供,利用其双门槛特性和另一路电荷泵区分开来。为在轻载时保证同样的纹波性能,对电容驱动器实行连续调节。在很宽的负载电流变化下实现了纹波抑制。4、设计了温度检测电路,利用带隙基准电路中的PTAT电流和电阻串联产生PTAT电压,并用ADC将转为3位数字输出。电路设计基于XMC65nm浮栅工艺,电源电压为1.8V,使用Cadence Spectre进行仿真。在标准工艺角下,字线驱动电路中正电荷泵负载电容为10pF,输出电压为10V,上升时间为307ns,输出纹波约为154mV,功耗为413uW;字线驱动电路中负电荷泵负载电容为20pF,稳定后输出电压为-9V,输上升时间为1.69us,输出纹波约为35mV,功耗为651uW;位线驱动电路负载电容为20pF,输出电压为3.6V,轻载(负载电流100uA)时,上升时间为86ns,纹波为232mV;重载(负载电流1mA)时,上升时间为134ns,纹波为201mV,重载时效率为59%。核心版图面积为0.268mm~2。